第2章電氣控制線路基礎(chǔ)PPT

第2章

電氣控制線路基礎(chǔ)

在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和交通運(yùn)輸?shù)炔块T中，都廣泛使用各種生產(chǎn)機(jī)械，它們一般采用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，而電動(dòng)機(jī)是通過各種控制方式來進(jìn)行控制的，最常見的傳統(tǒng)控制是繼電器—接觸器控制方式。該控制方式由各種有觸點(diǎn)的繼電器、接觸器、按鈕、行程開關(guān)等組成控制電路，來實(shí)現(xiàn)對(duì)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的起動(dòng)、制動(dòng)、反向以及調(diào)速等控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的保護(hù)及生產(chǎn)加工自動(dòng)化。但是，不同的生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)過程，對(duì)控制線路的要求也不一樣，然而不管多復(fù)雜的控制線路都是由一些基本的控制環(huán)節(jié)組合而成。因此，只要掌握這些基本環(huán)節(jié)和一些典型的控制線路，就可以設(shè)計(jì)出復(fù)雜的電氣控制線路。2.1電氣原理圖的繪制原則及閱讀方法

電氣系統(tǒng)圖一般有三種類型：電氣原理圖、電器布置圖和電氣安裝接線圖。

電氣原理圖習(xí)慣上稱電路圖，它是按工作順序用圖形符號(hào)排列，詳細(xì)表示電路、設(shè)備或成套裝置的基本組成和連接關(guān)系，而不考慮實(shí)際位置的一種電氣圖。電氣原理圖可用于分析系統(tǒng)的組成和工作原理，也可為尋找故障提供幫助，同時(shí)也是繪制接線圖的依據(jù)。但是，由于電路圖描述的連接關(guān)系僅僅是元器件之間的功能關(guān)系，不是實(shí)際的連接導(dǎo)線，因此它不能替代接線圖。本節(jié)主要介紹電氣原理圖的繪制原則及閱讀分析方法。

一、電氣原理圖的繪制原則由于原理圖具有結(jié)構(gòu)簡單，層次分明，適于研究分析電路的工作原理等優(yōu)點(diǎn)，所以無論在設(shè)計(jì)部門還是生產(chǎn)現(xiàn)場都被廣泛應(yīng)用。電氣原理圖表達(dá)的是電路的工作原理，根據(jù)GB/T6988標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，下面以圖2-1所示的某生產(chǎn)機(jī)械電氣原理圖為例對(duì)這些原則進(jìn)行概括性的總結(jié)和介紹。

圖2-1某生產(chǎn)機(jī)械電氣原理圖

（1）電氣原理圖中所有元器件的圖形符號(hào)和文字符號(hào)，必須符合統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)。（2）電氣原理圖一般分主電路和輔助電路兩大部分。主電路是被控對(duì)象的驅(qū)動(dòng)電路，包括從電源到電動(dòng)機(jī)之間相連的電器元件，其中三相電路導(dǎo)線應(yīng)按相序從上到下或從左到右排列，中性線排在相線的下方或右方，并用L1、L2、L3及N（或保護(hù)接地線PE）標(biāo)識(shí)。輔助電路由控制電路、照明電路、信號(hào)電路和保護(hù)電路等組成，應(yīng)將這些電路分開進(jìn)行繪制。整個(gè)電路可采用水平布置或垂直布置：當(dāng)水平布置時(shí)相似元件宜縱向?qū)R；垂直布置時(shí)相似元件宜橫向?qū)R。（3）電氣原理圖中電氣元件的布局，應(yīng)根據(jù)便于閱讀的原則進(jìn)行安排。主電路安排在圖面的左側(cè)或上方，輔助電路安排在圖面的右側(cè)或下方。所有電路均按功能布置，同一功能的電氣相關(guān)元器件應(yīng)畫在一起，盡可能按動(dòng)作順序和信號(hào)流從上到下或從左到右排列。（4）電氣原理圖中，所有電器的觸點(diǎn)均以“常態(tài)”畫出，即按沒有通電或沒有受機(jī)械外力作用時(shí)的狀態(tài)繪制。如，繼電器、接觸器的觸點(diǎn)繪制不得電的狀態(tài)，按鈕、行程開關(guān)畫不受外力作用時(shí)的狀態(tài)。（5）電氣原理圖中，各種電器元件和其相關(guān)部件在電路中的位置，應(yīng)依據(jù)便于閱讀的原則安排，同一個(gè)電器元件的各個(gè)部件可以不畫在一起，但是必須標(biāo)注統(tǒng)一的文字符號(hào)。對(duì)于同類器件要在文字符號(hào)后加數(shù)字序號(hào)以示區(qū)別，如兩個(gè)接觸器可分別用文字符號(hào)KM1、KM2來區(qū)分。（6）電氣原理圖中，應(yīng)盡量少使用線條，且盡量避免線條交叉。如果導(dǎo)線之間有直接電的聯(lián)系時(shí)，對(duì)于“T”形連接點(diǎn)，可以畫黑圓點(diǎn)“?”，也可不畫；對(duì)于“+”形連接點(diǎn)，則必須畫黑圓點(diǎn)。

二、電氣原理圖的閱讀方法1.基本原則采用化整為零的原則，以某一電動(dòng)機(jī)或電器元件（如接觸器或繼電器線圈）為對(duì)象，從電源開始，自上而下、自左而右，逐一分析其接通斷開關(guān)系。概括起來，可以說成是“化整為零、順藤摸瓜、先主后輔、集零為整、安全保護(hù)、全面檢查”。2.閱讀方法與步驟1）閱讀主電路主電路的作用是保證生產(chǎn)機(jī)械拖動(dòng)要求的實(shí)現(xiàn)。從主電路的構(gòu)成可以看出電動(dòng)機(jī)或執(zhí)行電器的類型和工作方式，以及起動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速、制動(dòng)等控制要求和保護(hù)要求等內(nèi)容。2）閱讀控制電路主電路的各控制要求由控制電路來實(shí)現(xiàn)，運(yùn)用“化整為零、順藤摸瓜”的原則，將控制電路按功能劃分為若干個(gè)局部控制線路，從電源和主令信號(hào)開始，經(jīng)過邏輯判斷，寫出控制流程，以簡便明了的方式表達(dá)出電路的自動(dòng)工作過程。3）閱讀信號(hào)與照明電路信號(hào)與照明電路具有獨(dú)立性，僅起輔助作用而不影響主要功能，其很多部分是受控制電路中的元件來控制的。4）閱讀聯(lián)鎖與保護(hù)電路生產(chǎn)機(jī)械對(duì)安全性、可靠性等有很高的要求，欲實(shí)現(xiàn)這些要求，除了合理地選擇拖動(dòng)、控制方案外，還需在控制線路中設(shè)置電氣保護(hù)和必要的電氣聯(lián)鎖。在電氣控制原理圖的分析過程中，電氣保護(hù)與電氣聯(lián)鎖環(huán)節(jié)是非常重要的內(nèi)容，不能遺漏。5）總體檢查經(jīng)過“化整為零”，逐步分析了各局部電路的工作原理和各部分之間的控制關(guān)系之后，還必須“集零為整”，檢查整個(gè)控制電路，看是否有遺漏。特別要從整體角度去進(jìn)一步檢查和理解各控制環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，以達(dá)到全面理解原理圖的作用。

2.2電氣控制線路基本環(huán)節(jié)

在生產(chǎn)實(shí)際中，大部分的復(fù)雜電氣控制線路都是由一些基本電路組合而成的。因此，必須首先學(xué)好這些基本電路，為以后設(shè)計(jì)復(fù)雜電路打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本節(jié)介紹一些常用的典型基本控制線路。

一、點(diǎn)動(dòng)和長動(dòng)控制線路在生產(chǎn)實(shí)際中，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求的不同，電動(dòng)機(jī)需要工作在點(diǎn)動(dòng)和長動(dòng)兩種狀態(tài)下。點(diǎn)動(dòng)是操作者按下起動(dòng)按鈕時(shí)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，松開起動(dòng)按鈕時(shí)電動(dòng)機(jī)就停止轉(zhuǎn)動(dòng)；長動(dòng)是操作者按下起動(dòng)按鈕后電動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，即使松開起動(dòng)按鈕電動(dòng)機(jī)還能一直運(yùn)轉(zhuǎn)，即連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，直到按下停車按鈕為止。圖2-2所示為幾種常見的電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)和長動(dòng)工作的控制線路。概念：自鎖、自鎖電路、自鎖觸點(diǎn)分析動(dòng)作過程

圖2-2電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)和長動(dòng)控制電路

二、多點(diǎn)控制線路

在生產(chǎn)實(shí)際中，有些生產(chǎn)機(jī)械和生產(chǎn)設(shè)備，由于生產(chǎn)工藝的要求，往往需要在兩地或多地進(jìn)行操作。例如，電梯即為多地控制，任意層的樓道上都能夠進(jìn)行控制，在任意層的梯廂里也能夠控制。要在多點(diǎn)控制，就應(yīng)該有多組按鈕，根據(jù)電路中所學(xué)知識(shí)我們知道，多組按鈕的連接規(guī)則：接通電路使用常開按鈕，須“并聯(lián)”；斷開電路使用的常閉按鈕，須“串聯(lián)”。圖2-3為兩地和三地控制的線路，主電路同圖2-2中所示主電路。

概念：多點(diǎn)控制分析動(dòng)作過程

圖2-3兩地和三地控制線路

三、順序控制線路

在生產(chǎn)實(shí)際中，常常要求各運(yùn)動(dòng)部件之間能夠按順序工作。例如，機(jī)床的主軸電動(dòng)機(jī)必須在油泵電動(dòng)機(jī)起動(dòng)之后才能起動(dòng)。圖2-4為兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序起動(dòng)的控制線路。圖中，M1為油泵電動(dòng)機(jī)，M2為主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)，也就是說M1起動(dòng)之后M2才能起動(dòng)。概念：順序控制分析動(dòng)作過程

圖2-4兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序起動(dòng)的控制線路

2.3三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制線路

三相籠型電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、價(jià)格便宜、堅(jiān)固耐用、維修方便、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際中有著廣泛的應(yīng)用?；\型電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式有直接起動(dòng)和降壓起動(dòng)兩種。

一、直接起動(dòng)控制線路

直接起動(dòng)是指將額定電壓直接加到三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組上，使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)旋轉(zhuǎn)。直接起動(dòng)是一種簡便、經(jīng)濟(jì)的起動(dòng)方法，但是直接起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流為電動(dòng)機(jī)額定電流的4～7倍，過大的電流會(huì)造成電網(wǎng)電壓顯著下降，直接影響電網(wǎng)中其它電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，所以直接起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)容量受到一定限制。圖2-2（b）所示即為一種電動(dòng)機(jī)直接單向全壓起動(dòng)的控制線路。這是一種最簡單、最常用的控制電路，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制電動(dòng)機(jī)的起停，電路的工作過程分析此處不再贅述。

根據(jù)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的頻繁程度、供電變壓器容量的大小來決定直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的容量：對(duì)于頻繁起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)來說，容量應(yīng)不大于變壓器容量的20%；對(duì)于不經(jīng)常起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，容量應(yīng)不大于變壓器容量的30%。

二、降壓起動(dòng)控制線路

直接起動(dòng)方式雖然控制電路簡單，但當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量較大時(shí)，由于起動(dòng)電流過大，會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生巨大的沖擊，所以一般采用降壓起動(dòng)方式。所謂降壓起動(dòng)，是指起動(dòng)時(shí)降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓，待起動(dòng)后再將電壓恢復(fù)至額定值，使之在正常電壓下運(yùn)行。因電樞電流和電壓成正比，所以降低電壓可以減小起動(dòng)電流，防止在電路中產(chǎn)生過大的電壓降，減少對(duì)線路電壓的影響。常用的降壓起動(dòng)方法有：Y-△降壓起動(dòng)、定子串電阻降壓起動(dòng)、自耦變壓器降壓起動(dòng)以及使用軟啟動(dòng)器等多種。其中，軟啟動(dòng)器是一種新興的弱電降壓起動(dòng)方法，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展在實(shí)際中使用越來越多，將在2.3.3小節(jié)作詳細(xì)介紹。

1、Y-△降壓起動(dòng)控制線路凡是正常運(yùn)行時(shí)三相定子繞組連接成三角形接法的三相籠型電動(dòng)機(jī)，都可以采用Y-△降壓起動(dòng)。起動(dòng)時(shí)，先將定子繞組接成Y形，接入三相交流電源，由于每相繞組的電壓下降至正常工作電壓的，故起動(dòng)電流下降到全壓起動(dòng)時(shí)的，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，再將電動(dòng)機(jī)定子繞組改接成△形，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)。下面介紹兩種有代表性的控制線路。1）用于13kW以下電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng)電路圖2-5為用兩個(gè)接觸器實(shí)現(xiàn)的Y-△降壓起動(dòng)控制電路。圖中，KM1為線路接觸器，KM2為Y-△變換接觸器，通電延時(shí)型時(shí)間繼電器KT為降壓起動(dòng)時(shí)間繼電器。分析動(dòng)作過程注意幾點(diǎn)（4點(diǎn)）

圖2-5兩個(gè)接觸器控制的Y-△降壓起動(dòng)控制電路

2）用于13kW以上電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng)電路圖2-6為三個(gè)接觸器控制實(shí)現(xiàn)的Y-△降壓起動(dòng)控制電路。與圖2-5相比，多用一個(gè)接觸器KM3來短接電動(dòng)機(jī)三相繞組的末端以構(gòu)成Y連接，故該接觸器也稱為Y連接接觸器。分析動(dòng)作過程注意幾點(diǎn)（2點(diǎn)）

圖2-6三個(gè)接觸器控制的Y-△降壓起動(dòng)控制電路

2、定子串電阻降壓起動(dòng)控制線路這種起動(dòng)方式不受電動(dòng)機(jī)接線形式的限制，且設(shè)備簡單、經(jīng)濟(jì)，故在實(shí)際中應(yīng)用廣泛。三相籠型電動(dòng)機(jī)定子繞組串電阻起動(dòng)，因電阻在電路中有分壓的作用，使繞組電壓降低，從而減小了起動(dòng)電流；待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，再將串接電阻短接，使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下正常運(yùn)行。圖2-7為定子串電阻降壓起動(dòng)控制電路。圖中KM1為起動(dòng)接觸器，KM2為運(yùn)行接觸器，通電延時(shí)型時(shí)間繼電器KT用來短接定子電阻。分析動(dòng)作過程注意幾點(diǎn)（2點(diǎn)）

圖2-7定子串電阻降壓起動(dòng)控制電路

3、自耦變壓器降壓起動(dòng)控制線路在自耦變壓器降壓起動(dòng)的控制線路中，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的限制是依據(jù)自耦變壓器降壓作用來實(shí)現(xiàn)的。其工作原理為：電動(dòng)機(jī)經(jīng)自耦變壓器降壓起動(dòng)時(shí)，定子繞組得到的電壓是自耦變壓器的二次側(cè)電壓，由于自耦變壓器的電壓變比為，所以當(dāng)利用自耦變壓器降壓起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)時(shí)電壓為額定電壓的，電網(wǎng)供給的起動(dòng)電流降為，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，再將自耦變壓器切除，使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下正常運(yùn)行。圖2-8為兩個(gè)接觸器控制的自耦變壓器降壓起動(dòng)控制電路，KM1為降壓起動(dòng)接觸器，KM2為正常運(yùn)轉(zhuǎn)接觸器，KA為起動(dòng)用中間繼電器，KT為降壓起動(dòng)用通電延時(shí)型時(shí)間繼電器。分析動(dòng)作過程注意幾點(diǎn)（2點(diǎn)）

圖2-8兩個(gè)接觸器控制的自耦變壓器降壓起動(dòng)控制線路

圖2-9為三個(gè)接觸器控制的自耦變壓器降壓起動(dòng)控制電路。當(dāng)SA位于“M”時(shí)為手動(dòng)方式，按下起動(dòng)按鈕SB2后，進(jìn)行降壓起動(dòng)，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，需按下正常運(yùn)行按鈕SB3，方可由降壓起動(dòng)換接成全壓運(yùn)行；當(dāng)SA位于“A”時(shí)為自動(dòng)方式，原理同圖2-8，該電路適用于30kW以上電動(dòng)機(jī)。由于該電路控制電動(dòng)機(jī)容量較大，故采用電流互感器TA后使用小容量熱繼電器實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。分析動(dòng)作過程

圖2-9三個(gè)接觸器控制的自耦變壓器降壓起動(dòng)控制電路

圖2-9為三個(gè)接觸器控制的自耦變壓器降壓起動(dòng)控制電路。當(dāng)SA位于“M”時(shí)為手動(dòng)方式，按下起動(dòng)按鈕SB2后，進(jìn)行降壓起動(dòng)，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，需按下正常運(yùn)行按鈕SB3，方可由降壓起動(dòng)換接成全壓運(yùn)行；當(dāng)SA位于“A”時(shí)為自動(dòng)方式，原理同圖2-8，該電路適用于30kW以上電動(dòng)機(jī)。由于該電路控制電動(dòng)機(jī)容量較大，故采用電流互感器TA后使用小容量熱繼電器實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。分析動(dòng)作過程

三相籠型電動(dòng)機(jī)的三種常用降壓起動(dòng)控制方法在實(shí)際中的應(yīng)用比較，如表2-1所示。起動(dòng)方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用范圍Y-△降壓起動(dòng)控制簡便、經(jīng)濟(jì)，不增加專用起動(dòng)設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)降壓起動(dòng)。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩只有全壓起動(dòng)時(shí)的1/3。用在操作較頻繁的場合，也用于較重負(fù)載下的起動(dòng)場合。定子串電阻降壓起動(dòng)控制不受電動(dòng)機(jī)接線形式限制，設(shè)備簡單、經(jīng)濟(jì)。串接電阻有能量損耗（電阻改電抗），電壓降低后，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成比例地減小。空載或輕載起動(dòng)場合。自耦變壓器降壓起動(dòng)控制起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)矩較大并可調(diào)節(jié)。接線比較復(fù)雜，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與二次側(cè)電壓的平方成正比。空載或輕載起動(dòng)場合。

三、軟啟動(dòng)器前面講過的三相電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng)控制線路比較簡單，但其起動(dòng)電流的沖擊一般還很大，除了自耦變壓器降壓起動(dòng)控制外其它控制方式的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩都較小而且不可調(diào)。另外，電動(dòng)機(jī)停車都是通過控制電路控制接觸器主觸點(diǎn)，使其斷開從而切斷電動(dòng)機(jī)電源而自由停車。這樣，由于慣性的存在，會(huì)造成劇烈的電網(wǎng)波動(dòng)和機(jī)械沖擊。在直接起動(dòng)方式下，起動(dòng)電流為電動(dòng)機(jī)額定電流的4～7倍，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為額定值的0.5～1.5倍；在Y-△降壓起動(dòng)方式下，起動(dòng)電流為電動(dòng)機(jī)額定電流的1.8～2.6倍，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為額定值的0.5倍，且在Y到△切換時(shí)會(huì)出現(xiàn)電流沖擊；在定子串電阻降壓起動(dòng)方式下，起動(dòng)電流為電動(dòng)機(jī)額定電流的4.5倍，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為額定值的0.5～0.75倍；在自耦變壓器降壓起動(dòng)方式下，起動(dòng)電流為電動(dòng)機(jī)額定電流的1.7～4倍，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為額定值的0.4～0.85倍，在電壓切換時(shí)也會(huì)出現(xiàn)電流沖擊。因此，前面講過的幾種方法經(jīng)常用于對(duì)起動(dòng)特性要求不高的場合。那么，在一些對(duì)起動(dòng)要求較高的場合，該怎么辦呢？隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，在這些場合可以選用軟啟動(dòng)器裝置，該裝置采用電子起動(dòng)方法，其主要特點(diǎn)是具有軟起動(dòng)和軟停車功能，起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩可調(diào)節(jié)，同時(shí)還具有電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)等功能。

1、軟啟動(dòng)器的發(fā)展現(xiàn)狀近幾年來，國內(nèi)外軟啟動(dòng)器技術(shù)發(fā)展迅速，從最初單一的軟啟動(dòng)功能，發(fā)展到同時(shí)具有軟停車、故障保護(hù)和輕載節(jié)能等功能。我國對(duì)軟啟動(dòng)器技術(shù)的開發(fā)是比較早的，從1982年開始就有不少研究者在開發(fā)功率因數(shù)控制器時(shí)即包括了軟啟動(dòng)技術(shù)，現(xiàn)在這些技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟并有產(chǎn)品推出，如JKR軟啟動(dòng)器和JQ、JQZ型交流電機(jī)固態(tài)節(jié)能啟動(dòng)器等，現(xiàn)在我國已經(jīng)研制出智能電機(jī)控制器。目前，國外著名的電氣公司，如ABB公司、羅克韋爾公司、施耐德公司、西門子公司等，幾乎都有軟啟動(dòng)器產(chǎn)品進(jìn)入中國市場，并占有較大的市場份額。

2、軟啟動(dòng)器的工作原理圖2-10所示為軟啟動(dòng)器的內(nèi)部原理簡圖，其主要由三相交流調(diào)壓電路和控制電路兩大部分構(gòu)成。工作原理：利用晶閘管的移相控制原理，通過控制晶閘管的導(dǎo)通角來改變其輸出電壓，達(dá)到通過調(diào)壓方式來控制起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的目的?？刂齐娐钒搭A(yù)定的不同起動(dòng)方式，通過檢測(cè)主電路的反饋電流控制它的輸出電壓，可以實(shí)現(xiàn)不同的起動(dòng)特性。最后，軟啟動(dòng)器輸出全壓使得電動(dòng)機(jī)全壓運(yùn)行。軟啟動(dòng)器還具有對(duì)電動(dòng)機(jī)和軟啟動(dòng)器本身的熱保護(hù)、限制轉(zhuǎn)矩和電流沖擊、三相電源不平衡、缺相、斷相等保護(hù)功能，可實(shí)時(shí)檢測(cè)并顯示電流、電壓、功率因數(shù)等各種參數(shù)。

圖2-10軟啟動(dòng)器的內(nèi)部原理簡圖

3、軟啟動(dòng)器的控制功能三相異步電動(dòng)機(jī)在軟起動(dòng)過程中，軟啟動(dòng)器是通過控制加在電動(dòng)機(jī)上的電壓來控制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩逐漸增加，轉(zhuǎn)速也逐漸增加。一般，軟啟動(dòng)器可以通過設(shè)定不同的參數(shù)得到不同的起動(dòng)特性，以滿足不同負(fù)載特性的要求。（1）斜坡恒流升壓起動(dòng)方式斜坡恒流升壓起動(dòng)曲線如圖2-11所示。從圖（a）中不難看出，起動(dòng)初始電壓和起動(dòng)時(shí)間可以設(shè)定；從圖（b）可以看出，在起動(dòng)初始階段起動(dòng)電流逐漸增加，當(dāng)達(dá)到預(yù)先所設(shè)定的限流值后保持恒定，直至起動(dòng)完畢，起動(dòng)過程中電流上升變化的速率可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)整設(shè)定。這種起動(dòng)方式斷開電流反饋，屬于開環(huán)控制方式，主要用于一臺(tái)軟啟動(dòng)器并接多臺(tái)電動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)功率遠(yuǎn)低于軟啟動(dòng)器額定值的應(yīng)用場合，比如風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的起動(dòng)。

圖2-11斜坡恒流升壓起動(dòng)方式

（2）電壓提升脈沖階躍起動(dòng)方式在起動(dòng)開始階段，晶閘管在極短時(shí)間內(nèi)以較大電流導(dǎo)通，獲得較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，經(jīng)過一段時(shí)間后，再按原設(shè)定值線性上升，進(jìn)入恒流起動(dòng)狀態(tài)。這種起動(dòng)方式適用于重載并要需克服較大靜摩擦的起動(dòng)場合。（3）轉(zhuǎn)矩控制及起動(dòng)電流限制起動(dòng)方式轉(zhuǎn)矩控制及起動(dòng)電流限制起動(dòng)曲線如圖2-12所示。這種起動(dòng)方式一般可以設(shè)定起動(dòng)初始力矩、起動(dòng)階段力矩限幅、力矩斜坡上升時(shí)間和起動(dòng)電流限幅，引入了電流反饋，屬于閉環(huán)控制方式，更加穩(wěn)定。因此，這種控制方式可以使電動(dòng)機(jī)以最佳的起動(dòng)加速度、以最快的時(shí)間完成平穩(wěn)的起動(dòng)，在實(shí)際中是使用最多的起動(dòng)方式。

圖2-12轉(zhuǎn)矩控制及起動(dòng)電流限制起動(dòng)方式

（4）減速軟停車控制方式減速軟停車控制方式是當(dāng)電動(dòng)機(jī)需要停車時(shí)，不是立即切斷電動(dòng)機(jī)的電源，而是通過調(diào)節(jié)軟啟動(dòng)器的輸出電壓，使其逐漸降低而切斷電源，這一過程時(shí)間較長且一般大于自由停車時(shí)間，故稱為軟停車方式，用于高層建筑、樓宇的水泵系統(tǒng)等。（5）制動(dòng)停車方式當(dāng)電動(dòng)機(jī)需要快速停車時(shí)，軟啟動(dòng)器具有能耗制動(dòng)功能。能耗制動(dòng)，當(dāng)需要制動(dòng)時(shí)軟啟動(dòng)器改變晶閘管的觸發(fā)方式，使交流轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷鳎缓笤陉P(guān)閉主電路的電源后，立即將該直流電通入電動(dòng)機(jī)定子繞組，利用轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與靜止磁場的作用達(dá)到最終制動(dòng)的目的。

4、Altistart-46軟啟動(dòng)器的應(yīng)用Altistart-46軟啟動(dòng)器是施耐德電氣公司專門為風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載生產(chǎn)的軟啟動(dòng)裝置。Altistart-46軟啟動(dòng)器所接電源電壓為208-220-230-240V或400V或440-460-500V（任選），電源頻率50Hz或60Hz自適應(yīng)，額定電流為17A～1200A，可帶電動(dòng)機(jī)功率為2.2kW～800kW，具有短路保護(hù)、過載保護(hù)和抗干擾等功能，能夠適應(yīng)惡劣的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境。赤泥泵異步電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)電氣原理圖如圖2-13所示。

圖2-13赤泥泵異步電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)電氣原理圖

2.4電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路

在生產(chǎn)實(shí)際中，往往要求生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件實(shí)現(xiàn)正反兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，如電梯的升降和電梯門的開關(guān)、起重機(jī)的升降和抓緊放松重物等，這都要求電動(dòng)機(jī)能做正反向運(yùn)轉(zhuǎn)。由電機(jī)原理可知，只要改變電動(dòng)機(jī)外接三相電源的相序即可改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。因此，可借助接觸器來改變電動(dòng)機(jī)外接三相電源的相序來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)正反向的切換工作。

1、正反轉(zhuǎn)控制線路圖2-14所示為電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路。分析動(dòng)作過程

圖2-14幾種電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路

2、自動(dòng)循環(huán)控制線路上述的電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路是最基本的控制，在此基礎(chǔ)上可以進(jìn)行不同的演變。其中，自動(dòng)往返循環(huán)控制線路有著廣泛的應(yīng)用，如龍門刨床和導(dǎo)軌磨床等刀具的自動(dòng)循環(huán)運(yùn)動(dòng)。利用行程開關(guān)來檢測(cè)機(jī)件往返的運(yùn)動(dòng)位置，自動(dòng)發(fā)出控制信號(hào)，進(jìn)而控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)使得機(jī)件循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。圖2-15就是利用行程開關(guān)來實(shí)現(xiàn)小車自動(dòng)往返循環(huán)控制的線路。圖中，位置開關(guān)SQ1、SQ2為正反向時(shí)小車的左右限位，SQ3、SQ4是為了防止SQ1和SQ2出現(xiàn)故障而設(shè)置的左右最大限位，而機(jī)械擋鐵安裝在小車上。分析動(dòng)作過程

圖2-15自動(dòng)往返循環(huán)控制線路

2.5電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制線路

三相異步電動(dòng)機(jī)在切除定子繞組外接三相電源后，由于慣性的作用，總要經(jīng)過一段時(shí)間才能停止旋轉(zhuǎn)，但這往往不能滿足某些生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求，且影響生產(chǎn)率的提高，并造成運(yùn)動(dòng)部件停位不準(zhǔn)確，工作不安全，因此要求對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng)控制。一般采用的制動(dòng)方法有機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)。所謂機(jī)械制動(dòng)是利用外加的機(jī)械作用力使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子迅速停止的一種方法；電氣制動(dòng)是當(dāng)電動(dòng)機(jī)停車時(shí)，給電動(dòng)機(jī)加上一個(gè)與原來旋轉(zhuǎn)方向相反的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，迫使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降。本節(jié)介紹電氣制動(dòng)，主要包括能耗制動(dòng)和反接制動(dòng)兩種方式。

1、能耗制動(dòng)控制線路所謂能耗制動(dòng)，就是在電動(dòng)機(jī)脫離三相交流電源之后，在定子繞組上加一個(gè)直流電壓，即通入直流電流，利用轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與靜止磁場的作用來達(dá)到制動(dòng)的目的。在實(shí)際使用中，可以采用時(shí)間原則控制，也可以采用速度原則控制，分別用時(shí)間繼電器和速度繼電器來實(shí)現(xiàn)。1）單向能耗制動(dòng)控制線路圖2-16為按時(shí)間原則和速度原則實(shí)現(xiàn)的單向能耗制動(dòng)控制線路。分析動(dòng)作過程

圖2-16單向能耗制動(dòng)控制線路

2）可逆運(yùn)行能耗制動(dòng)控制線路圖2-17為按時(shí)間原則和速度原則實(shí)現(xiàn)的可逆運(yùn)行能耗制動(dòng)控制線路。分析動(dòng)作過程

圖2-17可逆運(yùn)行能耗制動(dòng)控制線路

2、反接制動(dòng)控制線路所謂反接制動(dòng)，就是利用改變電動(dòng)機(jī)三相電源的相序，使定子繞組產(chǎn)生相反方向的旋轉(zhuǎn)磁場，產(chǎn)生制動(dòng)，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降到接近于零時(shí)立即切斷三相電源，否則電動(dòng)機(jī)將反向起動(dòng)，也稱為電源反接制動(dòng)。另外一種反接制動(dòng)為倒拉反接制動(dòng)，它往往出現(xiàn)在重力負(fù)載的場合，如橋式起重機(jī)，這一制動(dòng)不能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為零，所以實(shí)際中除了起重機(jī)等重負(fù)載之外很少使用。由于反接制動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場的相對(duì)速度接近于兩倍的同步轉(zhuǎn)速，所以定子繞組中流過的反接制動(dòng)電流相當(dāng)于全電壓直接起動(dòng)時(shí)電流的兩倍。因此，反接制動(dòng)特點(diǎn)之一就是制動(dòng)迅速、效果好，但沖擊很大，通常僅適用于10kW以下的小容量電動(dòng)機(jī)；同時(shí)，為了減小沖擊電流，通常要求在電動(dòng)機(jī)定子繞組中串接一定的電阻來限制反接制動(dòng)電流，這個(gè)電阻被稱作反接制動(dòng)電阻。反接制動(dòng)的另一個(gè)要求就是在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近于零時(shí)，要及時(shí)地切斷反相序電源，以防止電動(dòng)機(jī)反向再起動(dòng)運(yùn)行。反接制動(dòng)電阻的接法有兩種，對(duì)稱接法和不對(duì)稱接法：圖2-18為不對(duì)稱接法；圖2-19為對(duì)稱接法。不難看出，對(duì)稱與不對(duì)稱在于三相中所接電阻是否平衡。分析動(dòng)作過程

圖2-18單向運(yùn)轉(zhuǎn)反接制動(dòng)控制線路

圖2-19可逆運(yùn)轉(zhuǎn)反接制動(dòng)控制線路

2.6電動(dòng)機(jī)速度控制線路

在生產(chǎn)實(shí)際中，有很多場合要求三相異步電動(dòng)機(jī)的速度可以調(diào)節(jié)，如鼓風(fēng)機(jī)、車床、軋鋼機(jī)等，其目的是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，以達(dá)到節(jié)能、提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的目的。

由三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式可知，電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有三種：變頻（）調(diào)速、變極（）調(diào)速和變轉(zhuǎn)差率（）調(diào)速。其中，變轉(zhuǎn)差率調(diào)速的方法是通過調(diào)整定子電壓、轉(zhuǎn)子電阻以及采用串級(jí)調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速等來實(shí)現(xiàn)，這種方法在實(shí)際中使用較少，本書不做介紹。目前廣泛使用的是變極調(diào)速和變頻調(diào)速。其中，變極調(diào)速控制比較簡單，價(jià)格較便宜，但不能實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速；變頻調(diào)速控制較復(fù)雜，但性能較好，隨著成本的日益降低，目前已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域中。

1、變極調(diào)速控制線路改變磁極對(duì)數(shù)，改變了電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，也就改變了電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。一般，三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)是不能隨意改變的，所以必須選用“雙速”或“多速”電動(dòng)機(jī)來進(jìn)行。由于電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)是整數(shù)，所以這種調(diào)速是跳躍式的、有級(jí)的調(diào)速。對(duì)于繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)來說，要改變轉(zhuǎn)子磁極對(duì)數(shù)以與定子磁極一致，其結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，故一般不采用變極調(diào)速，而籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁極對(duì)數(shù)具有自動(dòng)與定子磁極對(duì)數(shù)對(duì)等的能力，因而只要改變定子磁極對(duì)數(shù)就可以了，所以變極調(diào)速僅適用于三相籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)?；\型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)往往采用以下兩種方法來變更定子繞組的極對(duì)數(shù)：一是改變定子繞組的聯(lián)接，即改變定子繞組的半相繞組電流方向；二是在定子上設(shè)置具有不同極對(duì)數(shù)的兩套相互獨(dú)立的繞組。有時(shí)為了獲得更多的轉(zhuǎn)速等級(jí)，在同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)中同時(shí)采用上述兩種方法。單繞組雙速電動(dòng)機(jī)的接法常用的有△聯(lián)接（低速）和YY聯(lián)接（高速），如圖2-20所示。

圖2-20單繞組雙速電機(jī)的接法

圖（a）是將繞組按△聯(lián)接，電動(dòng)機(jī)定子繞組的U1、V1、W1接三相交流電源，定子繞組的U2、V2、W2懸空，此時(shí)每相繞組中的兩個(gè)線圈串聯(lián)，電動(dòng)機(jī)以4極運(yùn)行，為低速。圖（b）是將繞組按YY聯(lián)接，電動(dòng)機(jī)定子繞組的U1、V1、W1聯(lián)接在一起，U2、V2、W2接三相交流電源，此時(shí)每相繞組中的兩個(gè)線圈并聯(lián)，電流從U2、V2、W2流進(jìn)，從U1、V1、W1流出，電動(dòng)機(jī)以2極運(yùn)行，為高速。圖2-21（a）為4/2極雙速電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速手動(dòng)控制線路。

分析工作過程

圖2-214/2極雙速電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速控制線路

2、變頻器與變頻調(diào)速1）變頻調(diào)速（1）變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵因素一是大功率開關(guān)器件；二是微處理器的發(fā)展加上變頻控制方式的深入研究，使得變頻控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高性能、高可靠性。（2）變頻調(diào)速的兩種基本控制方式單從異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式來看，只要改變定子交流電的頻率f1就可以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速了，但事實(shí)上，只改變f1并不能實(shí)現(xiàn)正常的調(diào)速。實(shí)際應(yīng)用中，通常不僅要求實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，同時(shí)還要求調(diào)速系統(tǒng)具有滿足生產(chǎn)工藝要求的機(jī)械特性和調(diào)速指標(biāo)。

異步電動(dòng)機(jī)具有如下兩個(gè)基本公式：式中，E1—?dú)庀洞磐ㄔ诙ㄗ用肯嗬@組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值，單位為V；N1—定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù)；KN1—電動(dòng)機(jī)基波繞組系數(shù)；—電動(dòng)機(jī)氣隙中每極合成主磁通，單位為Wb；Te—為電磁轉(zhuǎn)矩，單位為N﹒m；Cm—電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩常數(shù)；—轉(zhuǎn)子電流折算到定子一側(cè)的電流有效值，單位為A；—轉(zhuǎn)子電路的各相功率因數(shù)。

從電磁轉(zhuǎn)矩公式可看出，的減小勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致電機(jī)允許輸出轉(zhuǎn)矩Te下降，使電機(jī)的利用率降低，同時(shí)電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩也將降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使電機(jī)堵轉(zhuǎn)。

從定子電壓公式可看出，若維持定子端電壓U1不變，而減小f1，則增加，將造成磁路過飽和，勵(lì)磁電流增加，鐵心過熱，這是不允許的。為此，在調(diào)頻的同時(shí)需改變定子電壓U1，以維持氣隙磁通不變。根據(jù)U1和f1的不同比例關(guān)系，有兩種不同的變頻調(diào)速控制方式。第一種：基頻以下恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速第二種：基頻以上恒功率變頻調(diào)速結(jié)論：如果將恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速和恒功率調(diào)速結(jié)合起來，可得到較寬的調(diào)速范圍。所以，變頻調(diào)速是將基頻以下恒轉(zhuǎn)矩控制方式和基頻以上恒功率控制方式結(jié)合起來使用的。

（3）變頻調(diào)速的特點(diǎn)可以使用標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)，可以連續(xù)調(diào)速，可通過電子回路改變相序、改變轉(zhuǎn)速方向。其優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)電流小，可調(diào)節(jié)加減速度，電動(dòng)機(jī)可以高速化和小型化，防爆容易，保護(hù)功能齊全等。變頻調(diào)速的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，如應(yīng)用于風(fēng)機(jī)、泵、攪拌機(jī)、精紡機(jī)和壓縮機(jī)等，節(jié)能效果顯著；如應(yīng)用于機(jī)床如車床、鉆床、銑床、磨床等，能夠提高生產(chǎn)率和質(zhì)量；還可廣泛應(yīng)用于其它領(lǐng)域，如起重機(jī)械和各種傳送帶的多臺(tái)電動(dòng)機(jī)同步、調(diào)速等。（4）變頻調(diào)速的節(jié)能技術(shù)在交流電機(jī)中，要使電機(jī)輸出定轉(zhuǎn)矩，作一定的功，需要從定子側(cè)通過旋轉(zhuǎn)磁場輸出一定功率到轉(zhuǎn)子側(cè)，這個(gè)電磁功率為。

上式說明：與轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)磁場速度的乘積成正比，在一定轉(zhuǎn)矩調(diào)速時(shí)，若不變，那么從定子送到轉(zhuǎn)子的功率是不變的，要使轉(zhuǎn)速降低，通常增大轉(zhuǎn)子回路的電阻，使之產(chǎn)生損耗，即式中，—轉(zhuǎn)差功率，是消耗在轉(zhuǎn)子電阻上的功率。顯然，改變s的調(diào)速是耗能調(diào)速，稱為低效調(diào)速。改變f是一種改變旋轉(zhuǎn)磁場同步速度的方法，是不耗能調(diào)速，因s未變，輸出功率不增加，即，損耗未增加，所以是高效調(diào)速，能起到節(jié)能的效果。

2）變頻器（1）變頻器的概念異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速必須按照一定的規(guī)律同時(shí)改變其定子電壓和頻率，即必須通過變頻裝置獲得電壓頻率的可調(diào)電源，實(shí)現(xiàn)前面介紹的調(diào)速控制，這類能夠?qū)崿F(xiàn)變頻調(diào)速功能的裝置稱為變頻器。簡單來說，變頻器就是轉(zhuǎn)換電能并能改變頻率的電能轉(zhuǎn)換裝置。（2）變頻器的分類及特點(diǎn)變頻器的分類大致如圖2-23所示。

圖2-23變頻器的分類

交-交變頻器可將工頻交流電直接變換成頻率、電壓均可調(diào)節(jié)控制的交流電，又稱為直接變頻器；而交-直-交變頻器是先把電網(wǎng)的工頻交流電通過整流器變成直流電，經(jīng)過中間濾波環(huán)節(jié)后，再把直流電逆變成頻率、電壓均可調(diào)節(jié)控制的交流電，又稱為間接變頻器。（3）交-直-交變頻器的結(jié)構(gòu)交-直-交變頻器的結(jié)構(gòu)如圖2-24所示，一般由主回路、控制回路和保護(hù)回路三部分構(gòu)成。主回路用來完成電能的轉(zhuǎn)換（整流和逆變）；控制回路用以實(shí)現(xiàn)信息的采集、變換、傳送和系統(tǒng)控制；保護(hù)回路除用于防止因變頻器主回路的過壓、過流引起的損壞外還應(yīng)保護(hù)異步電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)等。介紹該圖的各個(gè)部分

圖2-24交-直-交變頻器的結(jié)構(gòu)圖

（4）變頻器的控制方式變頻器的控制方式是指針對(duì)電動(dòng)機(jī)的自身特性、負(fù)載特性以及運(yùn)轉(zhuǎn)速度的要求，控制變頻器的輸出電壓（電流）和頻率的方式。一般分為V/F控制（電壓/頻率）、轉(zhuǎn)差頻率和矢量控制三種控制方式。而從控制論的觀點(diǎn)出發(fā)，變頻器的控制方式則可分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種。第一種：V/F控制變頻器按V/F關(guān)系對(duì)變頻器的頻率和電壓進(jìn)行控制，稱為V/F控制，又稱為VVVF控制，其簡化原理圖如圖2-25所示。主電路中逆變器采用BJT（BipolarJunctionTransistor，雙極結(jié)型晶體管），用PWM方式進(jìn)行控制。變頻器的輸出頻率與輸出電壓之間的關(guān)系由圖2-22所示曲線確定；轉(zhuǎn)速的改變是靠改變頻率的設(shè)定值來實(shí)現(xiàn)的；基頻以下可以實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，基頻以上為恒功率調(diào)速。V/F控制是一種轉(zhuǎn)速開環(huán)控制，控制電路簡單，負(fù)載為通用標(biāo)準(zhǔn)異步電機(jī)，通用性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)性好。但是，電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速要根據(jù)負(fù)載的大小即轉(zhuǎn)差率的大小來決定，所以負(fù)載變化時(shí)，在頻率設(shè)定值不變的條件下，轉(zhuǎn)子速度將隨負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化而變化，因而該控制方式常用于速度精度要求不高的場合。

圖2-25U/f控制模式

第二種：轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器前面提到，V/F控制方式只能用于精度不高的場合，為了提高調(diào)速精度，就需要控制轉(zhuǎn)差率。通過速度傳感器檢測(cè)出速度，求出轉(zhuǎn)差角頻率，再將其與速度設(shè)定值疊加以得到新的逆變器的頻率設(shè)定值，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)差補(bǔ)償，這種實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)差補(bǔ)償?shù)拈]環(huán)控制方式稱為轉(zhuǎn)差頻率控制，其簡化原理圖如圖2-26所示。由于轉(zhuǎn)差補(bǔ)償?shù)淖饔?，大大提高了調(diào)速精度。但是，使用轉(zhuǎn)速傳感器求取轉(zhuǎn)差角頻率，要針對(duì)電機(jī)的機(jī)械特性調(diào)整控制參數(shù)，因而這種控制方式通用性較差。

圖2-26轉(zhuǎn)差頻率控制方式

第三種：矢量控制變頻器從電機(jī)學(xué)可知，直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能是十分優(yōu)越的，所以人們就致力于分析直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速性能優(yōu)越的原因，進(jìn)而研究如何使交流電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速也能夠具有和直流電動(dòng)機(jī)類似的特點(diǎn)，從而改善其調(diào)速性能，這就是矢量控制的基本指導(dǎo)思想。矢量控制是一種新的控制思想和控制技術(shù)，是交流異步電動(dòng)機(jī)的一種理想調(diào)速方式。矢量控制屬于閉環(huán)控制方式，是異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速的最新的實(shí)用化技術(shù)。矢量控制方式使交流異步電動(dòng)機(jī)具有與直流電動(dòng)機(jī)相同的控制性能，目前采用這種控制方式的變頻器已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際中。矢量控制變頻器的特點(diǎn)是：需要使用電動(dòng)機(jī)參數(shù)，一般用做專用變頻器；調(diào)速范圍在1:100以上；速度響應(yīng)性極高，適合于急加速、減速運(yùn)轉(zhuǎn)和連續(xù)四象限運(yùn)轉(zhuǎn)，能適用于任何場合。板書介紹

圖2-27旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)磁場

圖2-28矢量控制思路圖

（5）變頻器的主要技術(shù)參數(shù)輸入側(cè)的主要額定數(shù)據(jù)：額定電壓（國內(nèi)中小容量的變頻器額定電壓為三相交流電380V，單相交流電220V）和額定頻率（國內(nèi)為50Hz）。輸出側(cè)的主要額定數(shù)據(jù)：額定電壓（一般情況下，它總是和輸入側(cè)的額定電壓相等）、額定電流（允許長時(shí)間通過的最大電流，是用戶在選擇變頻器容量時(shí)的主要依據(jù)）、額定容量（額定輸出電壓和額定輸出電流的乘積）、配用電動(dòng)機(jī)容量（指在帶動(dòng)連續(xù)不變負(fù)載的情況下，能夠配用的最大電動(dòng)機(jī)容量）、輸出頻率范圍（輸出頻率的最大調(diào)節(jié)范圍，通常以最大輸出頻率和最小輸出頻率來表示）。對(duì)變頻器設(shè)置和調(diào)試時(shí)的主要參數(shù)：控制方式（選擇V/F控制方式還是矢量控制方式）、頻率給定方式（對(duì)變頻器獲取頻率信號(hào)的方法進(jìn)行選擇，即面板給定方式、外部端子給定方式、鍵盤給定方式等）、加減速時(shí)間（加速時(shí)間是輸出頻率從零上升到最大頻率所需時(shí)間；減速時(shí)間是指從最大頻率下降到零所需時(shí)間）、頻率上下限（變頻器輸出頻率的上、下限幅值）。

（6）變頻器的選擇變頻器的選擇主要包括種類選擇和容量選擇兩大方面。在選擇變頻器的類型時(shí)，大致應(yīng)該注意以下幾